Σύνθεση και χαρακτηρισμός γραμμικών τρισυσταδικών πολυμερών

Abstract

Block copolymers self-assemble into periodic nanoscale domains have attracted great interest as nanolithographic templates. Due to the ability to control both the morphologies and periodicity of the pattern on the scale of tens of nanometer over large area, thin films of block copolymers have been used extensively to pattern nanowire arrays, semiconductors and storage devices. The main purpose of this study is the synthesis of tribock terpolymers poly(butadiene-b-styrene-b-methyl methacrylate) (PB1,4-b-PS-b-PMMA), poly(styrene-b-butadiene-b-methyl methacrylate) (PS-b-PB1,4-b-PMMA) and poly(isoprene-b-styrene-b-2-vinyl pyridine) (PΙ-b-PS-b-P2VP) by anionic polymerization and the use of these triblocks for pattern transfer into silica. An array of silica rings has been demonstrated from (PB-b-PS-b-PMMA) triblock terpolymer lithography by adjusting the solvent-annealing vapor and film thickness. After selectively etching away PB and PMMA domains, the ring pattern was transferred by a reactive ion etch method. Furthermore, by using the PS-b-PB-b-PMMA triblock, we create original patterns which can be used as magnetic domain wall. Last but not least, by using the PI-b-PS-b-P2VP triblock we showed a simple way for a defect free array of metal deposit.

Η αυτοοργάνωση των συμπολυμερών και η καλή διευθέτησή τους σε κλίμακα νανομέτρων βρίσκει τεράστια εφαρμογή στην επιστήμη της λιθογραφίας. Η ικανότητα των συμπολυμερών να δημιουργούν επιφάνειες δεκάδων νανομέτρων με συγκεκριμένη μορφολογία έχει χρησιμοποιηθεί εκτενώς για την δημιουργία νανοκαλωδίων, ημιαγωγών και συσκευών αποθήκευσης πληροφοριών. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η σύνθεση των τρισυσταδικών τριπολυμερών πολυβουταδιένιο 1,4-b-πολυστυρένιο-b-πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας (PB1,4-b-PS-b-PMMA), πολυστυρένιο-b-πολυβουταδιένιο 1,4-b-πολυμεθακρυλικός μεθυλεστέρας (PS-b-PB1,4-b-PMMA) και πολυισοπρένιο-b-πολυστυρένιο-b-πολυ-2-βινυλοπυριδίνη (PΙ-b-PS-b-P2VP) με ανιοντικό πολυμερισμό και η χρησιμοποίησή τους για τη μεταφορά σχεδίου σε επιφάνεια πυριτίου. Μια περιοχή από δαχτυλίδια δημιουργήθηκε χρησιμοποιώντας το τριπολυμερές PB1,4-b-PS-b-PMMA και ρυθμίζοντας κατάλληλα παραμέτρους όπως το πάχος του πολυμερικού υμενίου και την ανόπτηση με διαλύτη. Μετά την εκλεκτική απομάκρυνση των συστάδων PB και PMMA εφαρμόζοντας εγχάραξη με αντιδρώντα ιόντα, το σχέδιο των δαχτυλιδιών μεταφέρθηκε με επιτυχία. Επιπλέον, χρησιμοποιώντας το τριπολυμερές PS-b-PB1,4-b-PMMA δημιουργήθηκαν πρωτότυπα σχέδια τα οποία θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για τη δημιουργία διακριτών μαγνητικών περιοχών. Τέλος μελετήθηκε η εναπόθεση μετάλλου στο τριπολυμερές PΙ-b-PS-b-P2VP και οδήγησε σε μεταλλικές περιοχές με πολύ καλή διευθέτηση.